DE10250862A1 - Ritzvorrichtung - Google Patents

Abstract

Ritzvorrichtung für das Ausbilden einer Ritzlinie an einem Erzeugnis, welche Ritzvorrichtung aufweist: einen Schwingungserzeuger zum Erzeugen von Schwingung, ein Schneidwerkzeug zum Schneiden eines Erzeugnisses unter Ausnutzung der Schwingung des Schneidwerkzeugs, einen Schaft, der sich vertikal vom Schwingungserzeuger erstreckt, um die Schwingung des Schwingungserzeugers zum Schneidwerkzeug zu übertragen, eine Führungseinheit zum Führen einer Linearbewegung des Schafts in seiner Mittellinienrichtung und einen Belastungs-Einstellmechanismus zum Einstellen einer Belastung, die vom Schneidwerkzeug auf das Erzeugnis aufgebracht ist, wobei der Belastungs-Einstellmechanismus mittels Magnetkraft wirkt. Gemäß einer derartigen Ritzvorrichtung führt die Führungseinheit eine vertikale, durch den Belastungs-Einstellmechanismus verursachte Betätigungsbewegung (steigend) des Schafts sowie die Schwingung des Schafts, die durch die vom Schwingungserzeuger erzeugte Schwingung hervorgerufen ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Ritzvorrichtung oder einen Ritzer zum Ausbilden (Ritzen) einer Ritzlinie an einem Erzeugnis, das aus einem spröden Material, wie z. B. Glas, Halbleitermaterial oder dergleichen ausgebildet ist.
• Es ist eine Ritzvorrichtung zum Ausbilden einer Ritzlinie an einer Fläche eines Erzeugnisses oder Werkstücks bekannt. Bei dieser Tätigkeit wird, wenn ein Schneidwerkzeug, welches schwingt, gegen die Arbeitsfläche gedrückt wird, ein vertikaler Riss an der Arbeitsfläche erzeugt, der sich in Dickenrichtung des Werkstücks erstreckt. Unter diesen Bedingungen wird, wenn das Schneidwerkzeug auf der Arbeitsfläche bewegt wird, eine kontinuierliche Ritzlinie (Risse) an der Arbeitsfläche ausgebildet. Nach der Ausbildung einer derartigen Ritz-(geritzten) Linie wird das Erzeugnis durch Abbiegen des Erzeugnisses entlang der Ritzlinie gebrochen.
• Fig. 7 zeigt eine Ritzvorrichtung mit einem herkömmlichen Aufbau, die mit einem Ritzerkörper 2 versehen ist, um ein Schneidwerkzeug 1 in Schwingung zu versetzen. Der Ritzerkörper 2 hat ein Gehäuse 3, in welchem ein piezoelektrisches Element als Schwingungserzeugungselement aufgenommen ist. Ein Schaft 4 ist angeordnet, der sich wie gezeigt von einem unteren Abschnitt des Gehäuses 3 nach unten erstreckt, und der mittels eines Führungsteils, das innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet ist, vertikal geführt wird. Das oben genannte Schneidwerkzeug 1 ist an den unteren Endabschnitt des Schafts 4 montiert. Als solches Schneidwerkzeug 1 kann dort ein Diamantwerkzeug mit der Form einer vierseitigen Pyramide verwendet sein. Wenn das piezoelektrische Element schwingt, schwingt der Schaft 4 zusammen mit dem Schneidwerkzeug 1.
• Das Gehäuse 3 ist an einem Schieberblock 5 angebracht, welcher mittels eines Führungsteils 7, wie z. B. einer Linearführung, an den Tisch 6 montiert ist. Das Führungsteil 7 dient zum Führen des Schieberblocks 5, des Gehäuses 3 und des mit dem Schaft 4 und dem Schneidwerkzeug 1 versehenen Ritzerkörpers 2 in einer linear bewegbaren Weise in Bezug auf den Tisch 6. Der Tisch 6 wird durch einen Bewegungsmechanismus 10, d. h. einen Antriebsmechanismus, in Bezug auf ein Erzeugnis (Werkstück) 9 bewegt.
• Ein Paar von Magneten 8a und 8b, die an die Seiten des Ritzerkörpers 2 und des Tisches 6 montiert sind, stoßen einander ab, um die stationäre Belastung einzustellen, die mittels des Schneidwerkzeugs 1 auf das Erzeugnis 9 wirkt. Wenn das Schneidwerkzeug 1 unter der Abstoßkraft der Magneten 8a und 8b angehoben ist, kann die statische Belastung eingestellt werden, d. h. eine Belastung, welche vom Schneidwerkzeug 1 zu einem Zeitpunkt auf das Erzeugnis 9 aufgebracht ist, wenn das Schwingungserzeugungselement nicht schwingt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Vertikalbewegung (steigende oder schwebende Bewegung) des Ritzerkörpers 2 mittels des Führungsteils 7 geführt.
• Gemäß der Ritzvorrichtung mit dem oben genannten Aufbau kann das Schneidwerkzeug 1 in Schwingung versetzt werden, und die statische Belastung, die vom Schneidwerkzeug 1 auf das Erzeugnis 9 aufgebracht wird, kann gemäß der Art, des Typs oder der Dicke des zu brechenden Erzeugnisses geeignet eingestellt werden.
• Bei der herkömmlichen Ritzvorrichtung mit den oben genannten Merkmalen und Strukturen sind jedoch das Führungsteil 7 zum Führen der Hebebewegung des Ritzerkörpers 2 und das Führungsteil zum Führen des schwingenden Schafts 4unabhängig voneinander an im Abstand voneinander angeordneten Positionen in einem in Fig. 7 in seitlicher Richtung dargestellten Abstand L angeordnet. Daher wirkt, wenn der Schaft 4 schwingt, ein Lastmoment auf das Führungsteil 7, welches den Ritzerkörper 2 trägt.
• Wenn ein derartiges Lastmoment wirkt, schwingt das Schneidwerkzeug 1 sowohl in Horizontalrichtung als auch in Vertikalrichtung, wie in Fig. 7 gezeigt. Wenn das Schneidwerkzeug 1 horizontal schwingt, wird eine horizontale Belastungs-Kraftkomponente erzeugt, die vom Schneidwerkzeug 1 auf das Erzeugnis 9 aufgebracht wird, und gemäß einer derartigen Kraftkomponente kann ein horizontaler Riss in der Oberfläche des Erzeugnisses 9 entstehen und auf diese Weise das Erzeugnis 9 wertvermindert sein, was unvorteilhaft ist.
• Ferner schwingt, wenn das Schwingungserzeugungselement schwingt, sowohl der Ritzerkörper 2 als auch das Schneidwerkzeug 1. Jedoch wird das anschließende Leistungsverhalten des Führungsteils 7 infolge des auf das Führungsteil 7 wirkenden Lastmoments schlechter, und demgemäß wird zum Zeitpunkt des Schwingens des Ritzerkörpers 2 ein Widerstand erzeugt.
• Ferner wird der Aufbau des Ritzerkörpers durch die separate, d. h. unabhängige Anordnung des Führungsteils 7 zum Führen der Hebebewegung, und des Führungsteils für das Schwingen kompliziert und das Gewicht des Ritzerkörpers wird erhöht. In einem Fall, in dem das Erzeugnis 9 einen schlechten Grad an Ebenheit aufweist oder in dem das Schneidwerkzeug bewegt wird, um die zuvor ausgebildete Ritzlinie zu überschneiden, wird der Ritzerkörper 2 vertikal hoch und runter bewegt, so dass, wenn das Gesamtgewicht des Ritzerkörpers erhöht ist, die Massenkraft des Ritzerkörpers ebenfalls erhöht ist, wodurch eine große Veränderung der Belastung verursacht ist, die vom Schneidwerkzeug 1 auf das Erzeugnis 9 aufgebracht wird.
• Es ist ein Ziel der Erfindung im Wesentlichen die Mängel und Unannehmlichkeiten, die im oben beschriebenen Stand der Technik auftreten, zu vermeiden und eine Ritzvorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, eine Horizontalschwingung eines Schneidwerkzeugs in der Ritzvorrichtung im Wesentlichen zu verhindern und das Schneidwerkzeug nur in der Vertikalrichtung zum Schwingen zu bringen, wobei das Schwingteil einen einfachen Aufbau und ein reduziertes Gewicht hat.
• Dieses und andere Ziele können gemäß einem Aspekt der Erfindung durch Bereitstellen einer Ritzvorrichtung zum Ausbilden einer Ritzlinie an einem Erzeugnis erreicht werden, wobei die Ritzvorrichtung aufweist: einen Schwingungserzeuger zum Erzeugen von Schwingung, ein Schneidwerkzeug zum Schneiden eines Erzeugnisses unter Ausnutzung der Schwingung des Schwingungserzeugers, einen Schaft, der sich vom Schwingungserzeuger vertikal nach unten erstreckt, um die Schwingung des Schwingungserzeugers zum Schneidwerkzeug zu übertragen, eine Führungseinheit zum Führen einer Linearbewegung des Schafts zum Schneidwerkzeug in seiner Mittellinienrichtung, und einen Belastungs-Einstellmechanismus zum Einstellen einer vom Schneidwerkzeug auf das Erzeugnis aufgebrachten Belastung, wobei der Belastungs- Einstellmechanismus mit Hilfe von Magnetkraft wirkt, wobei die Führungseinheit den Schaft für eine mittels des Belastungs-Einstellmechanismus verursachte Betätigungsbewegung des Schafts sowie für die durch die vom Schwingungserzeuger erzeugten Schwingungen verursachte Schwingung des Schafts führt.
• Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist die gemeinsame Funktion des Führens der Schwingung des Schafts, die durch das Betreiben des Schwingungserzeugers hervorgerufen ist, und die Funktion des Führens der mittels des Belastungs-Einstellmechanismus verursachten, aufwärts gerichteten Betätigungsbewegung (steigend oder schwebend) des Schafts erreicht. Demgemäß ist, da es nicht notwendig ist zum Erreichen der beiden oben jeweils genannten Funktionen zwei Führungsteile unabhängig voneinander (separat) anzuordnen, wie im Stand Technik ausgeführt, kein Lastmoment verursacht. Daher tritt keine horizontale Schwingung des Schneidwerkzeugs auf und das Schneidwerkzeug kann gleichmäßig nur in der Vertikalrichtung schwingen.
• Ferner kann, da die einzelne Führungseinheit wirkt, um die beiden oben genannten Führungsfunktionen zu erreichen, der Aufbau der Führungseinheit einfach sowie leicht im Gewicht sein und auf diese Weise die Veränderung der Belastung, die am Schneidwerkzeug wirkt, klein gehalten werden.
• Für solch eine Führungseinheit können z. B. vorzugsweise eine Linearführung, eine Kugelrillenführung, eine Kugelbuchsenführung oder eine Gleitlagerführung verwendet sein.
• Gemäß diesem Aspekt können die folgenden bevorzugten Ausführungsbeispiele verwendet sein.
• Die Ritzvorrichtung kann ferner einen Schneidwerkzeug- Bewegungsmechanismus aufweisen zum Bewegen des Schneidwerkzeugs entlang des Erzeugnisses.
• An der Außenumfangsfläche des Schafts ist ein Rollteil- Rollabschnitt ausgebildet. Die Führungseinheit weist eine auf den Schaft aufgepasste Außenbuchse, wobei an der Innenumfangsfläche der Buchse ein Rollteil-Rollabschnitt geformt ist, und eine Anzahl von Rollteilen auf, die zwischen dem am Schaft geformten Rollteil-Rollabschnitt und dem an der Außenbuchse geformten Rollteil-Rollabschnitt angeordnet sind. Die Rollteile können Kugeln sein, und der am Schaft geformte Rollteil-Rollabschnitt sowie der an der Außenbuchse geformte Rollteil-Rollabschnitt können Nuten sein.
• Der Schwingungserzeuger hat eine Mittellinie, und der Schaft hat eine Mittellinie, welche im Wesentlichen mit der Mittellinie des Schwingungserzeugers übereinstimmt.
• Der Schwingungserzeuger ist in einem Gehäuse aufgenommen, und eine konische Tellerfeder ist im Gehäuse an einem Abschnitt zwischen dem Schaft und dem Schwingungserzeuger angeordnet, um die Schwingung des Schwingungserzeugers auf den Schaft zu übertragen.
• Ein Tisch kann ferner für die Ritzvorrichtung vorgesehen sein, welcher in Bezug auf das Erzeugnis bewegbar ist, wobei die Führungseinheit an den Tisch montiert ist, welcher mittels des Bewegungsmechanismus bewegt wird.
• Der Belastungs-Einstellmechanismus kann ein Paar von Magneten, die mit Abstand voneinander in der Schaftschwingrichtung angeordnet sind, ein piezoelektrisches Element oder ein super-magnetostriktives Element aufweisen.
• Gemäß diesen bevorzugten Ausführungsbeispielen kann eine Ritzlinie durch Bewegen des Schneidwerkzeugs entlang und auf der Oberfläche des Erzeugnisses gut ausgebildet werden.
• Da der Schaft in die Außenbuchse eingepasst ist, so dass diese den Außenumfang des Schafts umgibt, kann der Schaft gleichmäßig und stabil in einer Vertikalrichtung geführt sein, wenn der Schaft schwingt. Ferner ist, da die Rollteile zwischen dem Schaft und der Außenbuchse angeordnet sind, ein Widerstand reduziert, welcher möglicherweise zum Zeitpunkt der Schwingung des Schafts auftreten kann.
• Ferner kann die Schwingung des Schwingungserzeugers mit einem hohen Wirkungsgrad in der Mittellinienrichtung des Schafts übertragen werden, ohne dem Schaft ein nachteiliges Lastmoment zu verleihen.
• Die Anordnung der konischen Tellerfeder macht es leicht nur die Vertikal-(Axial) Schwingung zu übertragen.
• Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ferner eine Ritzvorrichtung zum Formen einer Ritzlinie an einem Erzeugnis bereitgestellt, welche Ritzvorrichtung aufweist: einen Tisch, der bewegbar in Bezug zum Erzeugnis ist, einen Bewegungsmechanismus zum Bewegen des Tisches, einen Schwingungserzeuger zum Erzeugen von Schwingung, ein Schneidwerkzeug zum Schneiden des Erzeugnisses unter Ausnutzung der Schwingung des Schwingungserzeugers, einen Schaft, der sich vom Schwingungserzeuger vertikal nach unten erstreckt, um die Schwingung des Schwingungserzeugers zum Schneidwerkzeug zu übertragen, eine Führungseinheit, die an den Tisch montiert ist, zum Führen einer Linearbewegung des Schafts in seiner Mittellinienrichtung, und einen Belastungs-Einstellmechanismus zum Einstellen einer Belastung, die vom Schneidwerkzeug auf das Erzeugnis aufzubringen ist, wobei der Belastungs-Einstellmechanismus einen Magneten aufweist. Der Magnet weist ein Paar von Magnetteilen auf, die mit Abstand voneinander in der Schaftschwingrichtung angeordnet sind.
• Gemäß diesem Aspekt der Erfindung sind im Wesentlichen die gleichen vorteilhaften Effekte und Funktionen erreicht, wie jene, die in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung genannt sind.
• Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung detaillierter beschrieben.
• Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer Ritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Ritzvorrichtung von Fig. 1.
• Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Führungsteils der Ritzvorrichtung von Fig. 1.
• Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht des Führungsteils von Fig. 3.
• Fig. 5 zeigt eine Axialschnittansicht des Führungsteils von Fig. 3.
• Fig. 6 zeigt eine Vertikalschnittansicht einer Ritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht einer Ritzvorrichtung mit einem herkömmlichen Aufbau.
• Eine in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigte Ritzvorrichtung repräsentiert das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung und dient zum Ritzen einer Ritzlinie an einer Oberfläche eines Erzeugnisses (oder Werkstücks) 11, das die Form einer dünnen Platte hat und aus sprödem Material, wie z. B. Glas, Halbleitermaterial, Keramik oder dergleichen hergestellt ist, so dass sich die Ritzung in der Dickenrichtung des Erzeugnisses 11 erstreckt. Diese Ritzvorrichtung weist auf: einen Schwingungserzeuger 14, einen Schaft 15, der sich vom Schwingungserzeuger 14 vertikal erstreckt, ein Schneidwerkzeug 12, das an einem unteren Endabschnitts des Schafts 15 angebracht ist, um über den Schaft 15 mittels des Schwingungserzeugers 14 in Schwingung versetzt zu werden, ein Führungsteil 28 zum Führen der Linearbewegung des Schafts 15 in seiner Mittellinienrichtung, und ein Paar von Magneten 17a und 17b als ein Magnetkraft verwendendes Belastungs- Einstellmittel. Das Führungsteil 28 ist an den Tisch 18 montiert, welcher mittels eines Bewegungs- oder Antriebsmechanismus 19 bewegbar ist, welcher wirkt, um den Tisch 18 zu bewegen, um das Schneidwerkzeug 12 entlang des Erzeugnisses 11 in zweidimensionaler (X-Y) Richtung oder dreidimensionaler (X-Y-Z) Richtung zu bewegen.
• In einem Zusammenbau-Zustand, wenn die Ritzvorrichtung angetrieben ist, stößt das distale Ende (vordere Ende) des Schneidwerkzeugs 12 gegen die Oberfläche des Erzeugnisses 11 an, wie in Fig. 1 gezeigt, und im Zustand, wenn der Schwingungserzeuger 14 angetrieben ist, um das Schneidwerkzeug 12 zum Schwingen zu bringen, werden vertikale Risse in der Oberfläche des Erzeugnisses 11 erzeugt, und wenn das Schneidwerkzeug 12 dann auf der Oberfläche des Erzeugnisses 11 bewegt wird, werden diese Risse miteinander verbunden, um einen kontinuierlichen Riss zu bilden und auf diese Weise eine Ritz-(geritzte) Linie 13 zu auszubilden.
• Als das Schneidwerkzeug 12 wird ein Diamantwerkzeug in Form einer vierseitigen Pyramide verwendet. Obwohl solch ein Diamantwerkzeug mit der Form einer vierseitigen Pyramide für ein Erzeugnis 11 mit einer geringen Dicke effektiv verwendbar ist, hat im Fall, wenn das Erzeugnis 11 eine große Dicke hat, wie z. B. bei Glas, ein Radwerkzeug eine Abakus-Gegenform.
• Ein piezoelektrisches Element, wie z. B. ein piezoelektrisches Stellglied, welches z. B. unter Ausnutzung eines externen elektrischen Feldes eine Verformung verursacht, ist für den Schwingungserzeuger 14 verwendet. Bei der Verwendung des piezoelektrischen Elements expandiert und kontrahiert dieses periodisch mittels der Änderung der elektrischen Spannung die mit einer vorbestimmten Frequenz angelegt ist. Im piezoelektrischen Element ist durch Anlegen des externen Feldes eine Druckspannung erzeugt, und diese Druckspannung wird zum Schneidwerkzeug 12 übertragen. Wenn die Druckspannung auf das Schneidwerkzeug 12 wirkt, sind sowohl eine Vertiefung in Form einer vierseitigen Pyramide als auch ein vertikaler Riss in der Oberfläche des Erzeugnisses 11 ausgebildet.
• Der Schaft 15 zum Übertragen der mittels des Schwingungserzeugers 14 erzeugten Schwingung zum Schneidwerkzeug 12 hat einen kreisförmigen Querschnitt und ist mittels des Führungsteils 28 abgestützt, um linear entlang seiner Mittellinienrichtung bewegbar zu sein. Der Schaft 15 ist an seinem unteren Endabschnitt mit einem Werkzeughalteabschnitt 20 (Werkzeughalter) versehen, und sein oberer Endabschnitt ist mit dem Schwingungserzeuger 14 gekuppelt.
• Wie in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt, sind eine Mehrzahl von Rollteil-Rollbahn-Reihen 15a in Form von Kugelrollnuten am Außenumfang des Schafts 15 geformt, um sich in dessen Axialrichtung zu erstrecken. Ferner kann, anders als jenes mit einem kreisförmigen Querschnitt, ein Schaftteil mit einem polygonalen Querschnitt verwendet sein. Ferner kann auch ein Schaft mit einem Querschnitt, der in der Axialrichtung des Schafts differiert, verwendet sein. Ferner kann sowohl eine Vollwelle als auch eine Hohlwelle als Schaft 15 der Ritzvorrichtung gemäß dieser Erfindung verwendet sein.
• Die Mittellinie des Schwingungserzeugers 14 und die Mittellinie des Schafts 15 fluchten im Wesentlichen zueinander, um die Schwingung des Schafts 15 in seiner Axialrichtung effektiv zu übertragen. Im Gegensatz dazu wirkt, wenn diese Mittellinien zueinander versetzt sind, ein Lastmoment auf den Schaft 15.
• Das Führungsteil 28 zum Führen der Linearbewegung des Schafts 15 in seiner Axialrichtung weist einen Außenzylinder oder eine Buchse 21, der/die den Außenumfang des Schafts 15 abdeckt, und eine Anzahl von Kugeln 22, 22, --- als Rollteile auf, die zwischen der Außenbuchse 21 und dem Schaft 15 angeordnet sind. Ein solches Führungsteil 28 ist mittels eines Trägers an den Tisch 18 montiert. Dieses Führungsteil 28 erreicht die Funktion des Führens der Bewegung, z. B. eine Hebebewegung, des Schafts 15 und die Funktion des Führens der mittels des Schwingungserzeugers 14 erzeugten Schwingung des Schafts 15.
• Die Fig. 3 bis 5 zeigen ein Beispiel eines Führungsteils 28. Mit Bezug auf diese Figuren ist der Schaft 15 als eine Nutenwelle mit einer Mehrzahl von Reihen von sich in seiner Axialrichtung erstreckenden Kugelrollnuten 15a ausgebildet. Andererseits ist die Außenbuchse 21, die auf den Schaft 15 aufgepasst ist, an ihrer Innenumfangsfläche mit einer Mehrzahl von Kugelrollnuten 21a als Rollteil-Rollbahnen ausgebildet, die sich in deren Axialrichtung erstrecken, um den Kugelrollnuten 15a des Schafts 15 zugeordnet zu sein. Eine Anzahl von Kugeln 22, 22, --- sind zwischen diesen Kugelrollnuten 15a und 22a angeordnet und rollen dazwischen. Innerhalb der Außenbuchse 21 ist eine geschlossene Zirkulationsbahn zum dort entlang Zirkulieren der Kugeln 22, 22, --- geformt, und ein Halteteil 34 zum Halten der Kugeln 22 ist ebenfalls dort eingebaut. Die Kugeln 22 rollen und bewegen sich zwischen der Außenbuchse 21 und dem Schaft 15 gemäß der Linearbewegung des Schafts 15 in Bezug zur Außenbuchse 21. Die Kugeln 22 zirkulieren entlang der geschlossenen Zirkulationsbahn, wobei sie dort entlang rollen. Ferner kann, unter Berücksichtigung eines Schafts 15 mit einer geringen Ausdehnung, eine begrenzte Zirkulationsbahn ohne Ausbildung einer geschlossenen Zirkulationsbahn vorgesehen sein. Ferner kann das Führungsteil 28 mit dem oben genannten Aufbau gegen andere verschiedene Typen von Führungsteilen ausgetauscht werden, die in der Lage sind die Wechselbewegung des Schafts 15 zu führen, wie z. B. eine Linearführung, eine Kugelbuchsenführung oder eine Gleitlagerführung.
• Mit Bezugnahme auf Fig. 1 sind die Magneten 17a und 17b, die die Hebe- oder Schwebekraft unter Ausnutzung der Magnetkraft zum Schneidwerkzeug 12 geben, aus einem Paar von Permanentmagneten zusammengesetzt, die separat voneinander in der Schwingrichtung des Schafts 15 angeordnet sind. Der eine dieser Magneten 17a ist an der Seite des Tischs 18 angebracht, und der andere dieser Magneten 17b ist an der Seite des Ritzerkörpers 23 der Ritzvorrichtung angebracht (d. h. bei diesem Ausführungsbeispiel einem Aufnahmebehälter, d. h. dem Gehäuse 24, in welchem der Schwingungserzeuger 14 aufgenommen ist). Ein Träger 25 ist am Tisch 18 und am Magnet 17a befestigt, und ein anderer Träger 26 ist am Gehäuse 24 befestigt. Der Magnet 17b ist an diesen Träger 26 montiert.
• Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann, obwohl der Magnet 17b am Gehäuse 24 befestigt ist, der Magnet 17b an jedem Abschnitt an der Seite des schwingenden Ritzerkörpers 23, z. B. am Schaft 15, montiert sein. Die Magnete 17a und 17b sind so angeordnet, dass gleiche Pole, z. B. die N-Pole, einander gegenüberliegen, und die statische Belastung, die vom Schneidwerkzeug 12 auf das Erzeugnis 11 aufgebracht wird, kann mittels der Abstoßkraft, die zwischen diesen Magneten 17a und 17b auftritt, reduziert werden.
• Bei einem modifizierten Ausführungsbeispiel kann der Magnet 17a gegen einen Positions-Einstellmechanismus (nicht gezeigt) ausgetauscht sein, wie z. B. ein Mikrometer zum Einstellen der Arbeitshöhe, um dadurch die statische Belastung, die vom Schneidwerkzeug 12 auf das Erzeugnis 11 aufgebracht ist, zu variieren. Ferner können die Permanentmagneten 17a und 17b auch gegen Elektromagneten ausgetauscht sein, bei welchen die Einstellung der Magnetkraft möglich ist. Ferner können die Magneten 17a und 17b jeweils mit einer Ringform ausgebildet sein, wobei deren Zentrum auf der Mittellinie des Schafts positioniert ist.
• Der Schwingungserzeuger 14 ist im Gehäuse 24 aufgenommen. Der untere Endabschnitt des Schwingungserzeugers 14 stößt gegen einen Halter 27 an, der am oberen Endabschnitt des Schafts 15 angebracht ist, und der obere Endabschnitt des Schwingungserzeugers 14 stößt gegen eine Einstellschraube 38 an, die am oberen Abschnitt des Gehäuses 24 angeordnet ist. Am unteren Abschnitt des Gehäuses 24 ist eine Feder 29 vorgesehen, so dass die Schwingung des Schafts 15 der Schwingung des Schwingungserzeugers 14 folgt. Diese Feder 29 hat eine konische Tellerform mit einem konstanten Umfangsquerschnitt und wirkt um mittels ihrer Federkraft den Halter 27 nach oben zu treiben und verleiht dem Schwingungserzeuger 14 eine Vorspannung (d. h. eine Kraft, die den Schwingungserzeuger 14 in seiner Axialrichtung zusammendrückt) zwischen dem Halter 27 und der Einstellschraube 38, die an das Gehäuse 24 montiert ist. Um zu verhindern, dass das Schneidwerkzeug 12 während des Schwingens des Schwingungserzeugers 14 vom Erzeugnis 11 abhebt, kann ein Gewicht für das Gehäuse 24 vorgesehen sein, oder eine Feder oder ein Magnet können angeordnet sein, um das Gehäuse 24 nach unten zu treiben.
• Es kann gesagt werden, dass die Ritzvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels einem Modell gleicht, bei welchem ein Gewicht mit einer Masse M1 (die Masse des Schafts 15 und die des Schneidwerkzeugs 12) und ein Gewicht mit einer Masse M2 (die Masse des Gehäuses 24 und eine Masse zum Verhindern der Schwebebewegung) vorhanden sind, wobei der Schwingungserzeuger 14 dazwischen angeordnet ist. Aus diesem Grund ist es, um die vom Schwingungserzeuger 14 verursachte Druckspannung effektiv zum Schneidwerkzeug 12 zu übertragen, wichtig die Balance der Gewichte mit den Massen M1 und M2, die an beiden Seiten des Schwingungserzeugers 14 angeordnet sind, optimal festzulegen. Im Allgemeinen kann durch eine Masse M2, die größer als die Masse M1 ist, die vom Schwingungserzeuger 14 verursachte Druckspannung effektiv zum Schneidwerkzeug 12 übertragen werden.
• Die Ritzvorrichtung mit den oben genannten Strukturen und Merkmalen wird in der folgenden Weise gehandhabt und verwendet.
• Zuerst wird das Erzeugnis 11 auf ein horizontal angeordnetes Basisteil 30 aufgelegt und dort positioniert. Dann wird der Tisch 18 mittels des Bewegungsmechanismus 19 horizontal in Bezug auf das Erzeugnis 11 am Basisteil 30 bewegt. Danach stößt das Schneidwerkzeug 12, das an den Ritzerkörper 23 montiert ist, gegen den Rand des Erzeugnisses 11 an, wobei das Schneidwerkzeug 12 dann an dessen Oberfläche entlanggleitet, und wenn das Schneidwerkzeug 12 am Erzeugnis 11 entlanggleitet, wird vom Schneidwerkzeug 12 eine statische Belastung auf das Erzeugnis 11 aufgebracht. In diesem Moment ist mittels Einstellens der Höhe des Magneten eine statische Belastung um einen Betrag entsprechend der auf dem Magneten basierenden Rückstoßkraft reduziert und die statische Belastung kann daher eingestellt werden. In einem Fall von übermäßig erhöhter statischer Belastung kann ein horizontaler Riss an der Oberfläche des Erzeugnisses 11 ausgebildet werden, und im Gegensatz dazu, in einem Fall von übermäßig verringerter statischer Belastung wird, wenn der Ritzerkörper 23 schwingt, das Schneidwerkzeug 12 von der Oberfläche des Erzeugnisses 11 abgehoben, welches dadurch beschädigt wird. Die Größe der statischen Belastung wird gemäß dem Material des Erzeugnisses 11 und gemäß dessen Dicke festgelegt.
• Nachdem die vorbestimmte oder gewünschte statische Belastung erreicht wurde, wird ein Hochfrequenzfeld an den Schwingungserzeuger 14 angelegt, um diesen dadurch zum periodischen Schwingen zu bringen. Die Schwingung des Schwingungserzeugers 14 wird über den Schaft 15 auf das Schneidwerkzeug 12 übertragen, und wenn das Schneidwerkzeug 12 schwingt, wird eine Vertiefung in der oberen Fläche des Erzeugnisses 11 geformt, und danach wird ein vertikaler Riss im Erzeugnis 11 ausgebildet, der kontinuierlich zur Vertiefung ist.
• Wie im Vorhergehenden genannt, wirkt gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung das Führungsteil 28 gemeinsam als ein Teil zum Führen der infolge der Schwingung des Schwingungserzeugers 14 hervorgerufenen Schwingung des Schafts 15, und als ein Teil zum Führen der mittels der Magneten 17a und 17b hervorgerufenen Hebebewegung des Schafts 15. Daher wird kein Lastmoment verursacht, so wie es in einer herkömmlichen Ritzvorrichtung verursacht wird, bei welcher diese Führungsteile unanhängig und separat voneinander angeordnet sind, wodurch das horizontales Schwingen des Schneidwerkzeugs 12 verhindert werden kann und das Schneidwerkzeug 12 folglich nur in der Vertikalrichtung zum Schwingen gebracht werden kann.
• Ferner wird, wenn der Tisch 18 mittels des Bewegungsmechanismus 19 in der Horizontalrichtung bewegt wird, wobei das Schneidwerkzeug 12 schwingt, die Ritz- (geritzte) Linie 13, die von den vertikalen Rissen gebildet ist, an der Oberfläche des Erzeugnisses 11 ausgebildet, und das Erzeugnis 11, an welchem die Ritzlinie 13 ausgebildet wurde, wird vom Basisteil 30 entfernt und dann unter Verwendung einer Brechvorrichtung (nicht gezeigt) entlang der Ritzlinie 13 gebrochen.
• Fig. 6 zeigt eine Ritzvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Ritzvorrichtung dieses zweiten Ausführungsbeispiels weist auch den schwingungserzeugenden Schwingungserzeuger 14, den Schaft 15, der sich vertikal vom Schwingungserzeuger 14 erstreckt, das Schneidwerkzeug 12, das am unteren Endabschnitt des Schafts 15 angebracht ist, um mittels des Schwingungserzeugers 14 über den Schaft 15 in Schwingung versetzt zu werden, das Führungsteil 28 zum Führen der Linearbewegung des Schafts 15 in seiner Mittellinienrichtung und ein Paar von Magneten (nicht gezeigt) als ein Belastungs-Einstellmittel auf, das Magnetkraft zum Einstellen der vom Schneidwerkzeug 12 auf das Erzeugnis 11 aufgebrachten Belastung verwendet. Das Führungsteil 28 ist an den Tisch (nicht gezeigt) montiert, welcher mittels des Bewegungsmechanismus 19 bewegbar ist.
• In diesem Ausführungsbeispiel ist der Schwingungserzeuger 14 durch Ausnutzung eines magnetischen Materials geformt, welches durch Anlegen eines Magnetfeldes die Verformung eines Magnetkörpers bewirkt, und insbesondere wird ein super-magnetostriktives Element 31 mit einer größeren Verformung verwendet. Eine Spule 32 ist um das supermagnetostriktive Element 31 herum gewunden, um dadurch ein magnetisches Feld zu verursachen, und dieses magnetostriktive Element 31 ist ebenfalls im Gehäuse 24 aufgenommen. Das untere Ende dieses super-magnetostriktiven Elements 31 stößt an den Halter 27 an, der am oberen Endabschnitt des Schafts 15 angeordnet ist, und das obere Ende des super-magnetostriktiven Elements 31 stößt an den oberen Abschnitt des Gehäuses 24 an. Eine Feder 29 ist am unteren Abschnitt des Gehäuses 24 angeordnet, so dass der Schaft 15 der Schwingung des super-magnetostriktiven Elements 31 folgt. Diese Feder hat eine konische Tellerform mit einer konstanten Schnittform in ihrer Umfangsrichtung. Die Feder 29 treibt den Halter 27 mittels ihrer Feder-Rückholkraft nach oben und erzeugt eine Vorspannung (eine Kraft, die das super-magnetostriktive Element 31 in seiner Axialrichtung zusammenpresst) zwischen dem Halter 27 und dem oberen Abschnitt des Gehäuses 24.
• Wenn das magnetische Feld, das an das supermagnetostriktive Element 31 angelegt ist, mit einer vorbestimmten Frequenz variiert, expandiert oder kontrahiert das super-magnetostriktive Element 31 periodisch. D. h., am super-magnetostriktiven Element 31 wird mittels Anlegens eines externen magnetischen Feldes eine Druckspannung verursacht, und diese Druckspannung wird dann auf das Schneidwerkzeug 12 übertragen. Im Allgemeinen wird, da das super-magnetostriktive Element eine größere Druckspannungserzeugung aufweist als das piezoelektrischen Element, das super-magnetostriktive Element effektiv zum Schneiden eines Materials, wie z. B. Glas, verwendet, zu einem Zeitpunkt, wenn die Übertragung einer großen Druckspannung auf das Schneidwerkzeug 12 erwünscht ist.
• Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden die vorteilhaften Funktionen und Effekte erreicht, die mit Bezugnahme auf das erste Ausführungsbeispiel genannt wurden.

Claims (12)

1. Ritzvorrichtung für das Ausbilden einer Ritzlinie (13) an einem Erzeugnis (11), welche Ritzvorrichtung aufweist:
einen Schwingungserzeuger (14) zum Erzeugen von Schwingung,
ein Schneidwerkzeug (12) zum Schneiden eines Erzeugnisses (11) unter Ausnutzung der Schwingung des Schwingungserzeugers (14),
einen Schaft (15), der sich vom Schwingungserzeuger (14) vertikal nach unten erstreckt, um die Schwingung des Schwingungserzeugers (14) zum Schneidwerkzeug (12) zu übertragen,
eine Führungseinheit (28) zum Führen des Schafts (15) zum Schneidwerkzeug (12) in einer Linearbewegung in der Mittelachsenrichtung des Schafts, und
einen Belastungs-Einstellmechanismus zum Einstellen der Belastung, die vom Schneidwerkzeug (12) auf das Erzeugnis (11) aufzubringen ist, wobei der Belastungs- Einstellmechanismus mit Hilfe von Magnetkraft wirkt,
wobei die Führungseinheit (28) den Schaft (15) in dessen vom Belastungs-Einstellmechanismus eingestellten Betätigungsbewegung sowie für die Schwingung des Schafts (15) führt, die mittels der vom Schwingungserzeuger (14) erzeugten Schwingung verursacht wird.

2. Ritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner einen Schneidwerkzeug-Bewegungsmechanismus (19) aufweist zum Bewegen des Schneidwerkzeugs (12) entlang des Erzeugnisses (11).

3. Ritzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei an der Außenumfangsfläche des Schafts (15) ein Rollteil- Rollabschnitt geformt ist, wobei die Führungseinheit (28) eine Außenbuchse (21), die auf den Schaft (15) aufgepasst ist, wobei an der Innenumfangsfläche der Außenbuchse (21) ein Rollteil-Rollabschnitt geformt ist, und eine Anzahl von Rollteilen aufweist, die zwischen dem am Schaft (15) geformten Rollteil-Rollabschnitt und dem an der Außenbuchse (21) geformten Rollteil-Rollabschnitt angeordnet sind.

4. Ritzvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Rollteile Kugeln (22) sind und der am Schaft (15) geformte Rollteil- Rollabschnitt sowie der an der Außenbuchse (21) geformte Rollteil-Rollabschnitt Nuten (15a, 21a) sind.

5. Ritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei der Schwingungserzeuger (14) eine Mittellinie hat, und der Schaft (15) eine Mittellinie hat, welche im Wesentlichen mit der Mittellinie des Schwingungserzeugers (14) fluchtet.

6. Ritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei der Schwingungserzeuger (14) in einem Gehäuse (24) aufgenommen ist und eine konische Tellerfeder (29) im Gehäuse (24) an einem Abschnitt zwischen dem Schaft (15) und dem Schwingungserzeuger (14) angeordnet ist, so dass der Schaft (15) der Schwingung des Schwingungserzeugers (14) folgt.

7. Ritzvorrichtung gemäß Anspruch 2, die ferner einen Tisch (18) aufweist, der in Bezug auf das Erzeugnis (11) bewegbar ist, wobei die Führungseinheit (28) an den Tisch (18) montiert ist, welcher mittels des Bewegungsmechanismus (19) bewegt wird.

8. Ritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-7, wobei der Belastungs-Einstellmechanismus ein Paar von Magneten (17a, 17b) aufweist, die mit Abstand voneinander in der Schaftschwingrichtung angeordnet sind.

9. Ritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-8, wobei der Schwingungserzeuger (14) ein piezoelektrisches Element aufweist.

10. Ritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-9, wobei der Schwingungserzeuger (14) ein super-magnetostriktives Element (31) aufweist.

11. Ritzvorrichtung für das Ausbilden einer Ritzlinie (13) an einem Erzeugnis (11), welche Ritzvorrichtung aufweist:
einen Tisch (18), der angeordnet ist, um in Bezug auf das Erzeugnis (11) bewegbar zu sein,
einen Bewegungsmechanismus (19) zum Bewegen des Tisches (18),
einen Schwingungserzeuger (14) zum Erzeugen von Schwingung,
ein Schneidwerkzeug (12) zum Schneiden des Erzeugnisses (11) unter Ausnutzung der Schwingung des Schwingungserzeugers (14),
einen Schaft (15), der sich vom Schwingungserzeuger (14) vertikal nach unten erstreckt, um die Schwingung des Schwingungserzeugers (14) zum Schneidwerkzeug (12) zu übertragen,
eine Führungseinheit (28), die an den Tisch (18) montiert ist, zum Führen des Schafts (15) in einer Linearbewegung in seiner Mittellinienrichtung, und
einen Belastungs-Einstellmechanismus zum Einstellen der Belastung, die vom Schneidwerkzeug (12) auf das Erzeugnis (11) aufzubringen ist, wobei der Belastungs- Einstellmechanismus einen Magneten aufweist.

12. Ritzvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Magnet ein Paar von Magnetteilen (17a, 17b) aufweist, die im Abstand voneinander in der Schaftschwingrichtung angeordnet sind.